20 Jahre Re-Regulierung und Liberalisierung in Infrastruktursektoren Rückblick und Ausblick 20-jähriges Jubiläum des Fachgebiets Wirtschafts- und Infrastrukturpolitik (WIP) Berlin, 9. Oktober 2015 Herausforderungen der Infrastruktur- und Verkehrspolitik für die Energiewende Prof. Dr.-Ing. Martin Faulstich, M. Sc. Ann Kruse Sachverständigenrat für Umweltfragen, Berlin CUTEC Institut, Technische Universität Clausthal
Die Energieversorgung der Zukunft Inhalt Globale Herausforderungen Konsequenzen für die Energiewende Infrastruktur der Stromgesellschaft Auswirkungen auf Flächen und Kosten Nachhaltige Industriegesellschaft 2
Bevölkerung in Mrd. Globale Herausforderungen Ungebrochene Dynamik 7 6 5 4 3 2 1 1850 1875 1900 1925 1950 1975 2000 2013 Bevölkerungsentwicklung Weltweites reales Bruttoinlandsprodukt Rohstoffentnahmen Verbrauch fossiler Rohstoffe CO 2 - Konzentration 3
Globale Herausforderungen Dekarbonisierung 2-Grad Ziel Aufnahmefähigkeit der Atmosphäre 210 Gt C Fossile Industriegesellschaft Fossile Reserven 800 Gt C 80% 50% 30% Fossile Ressourcen 13.000 Gt C Quellen: Meinshausen et al. 2009, WBGU 2009, BGR 2011, Nature 2015, eigene Berechnungen. 4
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Konsequenzen für die Energiewende Optionen für die Stromversorgung Fossil ohne CCS Fossil mit CCS Kernkraft Erneuerbare Energien Nicht vereinbar mit Klimaschutzzielen Speicherplatz Kosten Sicherheit Akzeptanz Entsorgung Kosten Sicherheit Akzeptanz Fluktuierend Flächenbedarf Kosten Akzeptanz 6
Konsequenzen für die Energiewende Bruttostromerzeugung in Deutschland, 1990 bis 2014 TWh Erneuerbare Braunkohle Steinkohle Quelle: AGEB 2015 7
Konsequenzen für die Energiewende Elemente eines Kohleausstiegs im Konsens bis 2040 Beteiligte Vorteile Energiewirtschaft Gewerkschaften Politik Wissenschaft Umweltverbände Zielsicher Planbar Unternehmensverträglich Sozialverträglich Sektorübergreifend Wärme Strom Kraftstoff Strukturwandel aktiv gestalten 8
Konsequenzen für die Energiewende Endenergieverbrauch nach Sektoren Deutschland 2012: 8.919 PJ EEV Kraftstoff 28,7 % Wärme 50,2 % Deutschland 2012: 855 Mio. t CO 2 Wärme 44,9 % Strom 21,1 % Kraftstoff 18 % Strom 37,1 % Quelle: AGEB 2014 9
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Kohlendioxid Rohgas Erneuerbare Energien Strom Infrastruktur der Stromgesellschaft Power to All Power, Heat, Gas, Liquid Elektr. Speicher Strom Biomasse für Nischenanwendung Elektrolyse Stoffl. Speicher H 2 Wasserstoff CO 2 Konversion Stoffl. Speicher CO 2 -Abscheidung Kohlenwasserstoffe 11
Infrastruktur der Stromgesellschaft Stromanwendungen Wärme Wärmepumpe Elektroheizung Elektrodenkessel Verkehr PKW LKW Züge Strom Industrie Stahl Aluminium Chlor 12
Infrastruktur der Stromgesellschaft Anwendungen von Kohlen-/Wasserstoff Wärme Gastherme Glaswanne Temperofen Wasserstoff Kohlenwasserstoffe Verkehr Flugzeuge Schiffe LKW Industrie Eisen Zement Kalk 13
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Auswirkungen auf Flächen und Kosten Energieszenarien Niedersachsen 2050, 100 % EE Endenergieverbrauch nach Sektoren Stromanwendungen Verminderter Strombedarf Effizientere Verbraucher Gebäudewärmeanwendungen Weitgehende Gebäudesanierung Effizientere Warmwasserbereitung Prozesswärmeanwendungen Verminderter Prozesswärmebedarf Verlustarme, elektrische Beheizung Mobile Anwendungen Weitgehende Elektrifizierung Verminderter Kraftstoffbedarf Quelle: CUTEC et al. 2015. 15
Auswirkungen auf Flächen und Kosten Wandel der Strominfrastruktur Heute 2050 Umweltverträglichkeit Akzeptanz Genehmigung Strommarktdesign 16
Auswirkungen auf Flächen und Kosten Energieszenarien Niedersachsen 2050, 100 % EE 2012 2050 Solardachflächen Bezug: Gebäude- und Freifläche 0,5% 5% Selbstvers. + 2% Solidar Solarfreiflächen Bezug: Landwirtschaftsfläche 0,1% 3,2% Selbstvers. + 1,3% Solidar Windfläche onshore Bezug: Bodenfläche 0,6% 1,5% Selbstvers. + 0,6% Solidar Windfläche offshore* Bezug: Bodenfläche 0,006%* 1,07% Selbstvers.* Flächenverbrauch (PV- und WEA) für eine Vollversorgung auf Basis von EE Rahmenbedingungen: 47% Reduktion des Endenergiebedarfs *Windparkflächen vermieden durch Offshore-Anteil Quelle: CUTEC et al. 2015. 17
Auswirkungen auf Flächen und Kosten Stromgestehungskosten, heute und 2050 Ct/kWh? Erwartete Lernkurven insbesondere bei erneuerbaren Energien Unsicherheiten bei den Kosten fossiler und nuklearer Energieerzeugung Basis: Vollkosten neuer Kraftwerke Quellen: AEE 2014, eia 2014, WEC 2013, DIW 2013, DECC 2013. 18
Auswirkungen auf Flächen und Kosten Systemkosten Energiewende BEP (2 %) Investitionsvolumen für die Energiewende: 1.500 Mrd. Euro (2011 bis 2050) Beschaffungskosten für fossile Primärenergie: 96 Mrd. Euro/a (83 Mrd. Euro/a im Energiesektor) Quelle: IWES 2014 19
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Nachhaltige Industriegesellschaft Notwendiger Strukturwandel Fossile Industriegesellschaft Bevölkerung Wirtschaft Ungebrochene Wachstumsdynamik Metalle Fossile Rohstoffe CO 2 -Konzentration Planetare Grenzen Notwendige Entkopplung Zukunft gestalten! Energiewende 100 % regenerativ Infrastrukturen Dienstleistungen Lebensstile Ressourcenwende 100 % Recycling (Innerhalb thermodynam. Grenzen) Nachhaltige Industriegesellschaft 21
Herausforderungen der Infrastruktur- und Verkehrspolitik für die Energiewende Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Herzlichen Glückwunsch zum 20-jährigen Jubiläum!